2023年|掺氢，燃气轮机的“双碳”新出路！
获悉，由哈电集团和通用电气合资组建的哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司在重型燃机制造领域取得里程碑式进展——2月14日，首台由合资厂生产的HA级燃机从秦皇岛重燃基地下线交付给大湾区用户，应用于广东省能源集团旗下的惠州大亚湾石化区综合能源站。该电站预计在今年年内正式投入商业运行，并将成为中国内地首座天然气-氢气双燃料9HA级电厂。
掺氢，也成了“双碳”下燃气轮机的发展新出路！
“双碳”下，氢能成为可再生能源规模化高效利用的重要载体
氢能，作为“未来能源”，是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，正逐步成为全球能源转型发展的重要载体之一。
为助力实现碳达峰、碳中和目标，深入推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，我国已于2022年初正式发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035 年）》（下简称“《规划》”）。作为我国首个氢能中长期发展规划，《规划》明确了氢能在我国能源绿色低碳转型中的战略定位，提出“氢能是未来国家能源体系的重要组成部分”等重要论断。
从国内看，我国已成为世界上最大的制氢国。但是，从总体来看，我国氢能产业仍处于发展初期，相较于国际先进水平，仍存在产业创新能力不强、技术装备水平不高，支撑产业发展的基础性制度滞后，产业发展形态和发展路径尚需进一步探索等问题和挑战。
综合“制、储、运、用”的四个环节和“绿氢、蓝氢、灰氢”三个种类分析，绿氢由于制氢成本低且净零排放，被广泛认为是碳中和目标下氢能发展的基础和方向。目前，我国可再生能源装机量全球第一，在清洁低碳的氢能供给上具有巨大潜力。
因此，《规划》明确提出，要充分发挥氢能作为可再生能源规模化高效利用的重要载体作用及其大规模、长周期储能优势，促进异质能源跨地域和跨季节优化配置，推动氢能、电能和热能系统融合，促进形成多元互补融合的现代能源供应体系。
燃氢，为燃机的发展提供了更长远和可持续的可能性
“燃气轮机是未来可再生能源转化成氢，再将氢转化成电能的最佳方式，也是最高效的一种方式。”GE燃气发电中国区重型燃机销售总经理、哈电通用燃气轮机（秦皇岛）有限公司总经理马俊认为，“燃气轮机的特点是灵活、高效，燃料的可适应能力强，而绿色、零碳，是电网转型的终极目标，实现这一目标最可行的路径就是可再生能源发电。但可再生能源发电的不稳定性使电网变得脆弱，这就需要灵活、高效、低碳的电力接入，燃气轮机就是解决方案之一。下一步，燃气轮机掺氢燃烧，其自身就变成了零碳电力的支撑点，并能够对电网进行灵活调节，届时这将是最完美的解决方案。”
以往，由于我国“多煤、贫油、少气”的能源禀赋，燃气发电项目仅在广东、大湾区、长三角等气源丰富或经济条件较好的地区规划较多。而据统计，“十四五”时期，我国规划气电项目的地区逐渐增多，东北、西北、华东、华中地区均有布局（见下表）。
“之前燃气轮机更多的是说电网需要调峰，这是气电的优势，但为什么现在在一些资源禀赋并没有太多天然气供给可以实现的地方需要上这么多的气电项目，就是因为大家看到了绿氢的发展前景以及整个能源的平衡，包含可再生能源、绿氢、燃气轮机、烧氢、调峰、调网等综合的解决方案。”马俊解释道，“天然气作为燃料驱动的燃机电厂在未来很长一段时间内作为清洁、可靠、高效的发电形式对中国新型电力系统的建设起到支撑作用。而燃氢无疑为燃机的发展提供了更长远和可持续的可能性。”
随着我国绿氢潜能的开发，全球的能源利用成本差异也将缩小，我国利用燃气轮机发电的资源制约甚至将不复存在。此外，考虑到环境成本和调峰能力，已迈向HA级的重型燃机将更具经济优势。
参考数据：GE白皮书《加速天然气发电增长 迈向零碳未来》
马俊认为，“一旦绿氢成为未来能源供给的主流，制约我国燃气轮机发展的燃料成本问题便会得到解决，燃气轮机一定会在我国迎来更大的发展机遇。”
据了解，GE旗下E/B级燃机已具备100%燃氢能力；其功率最大、最高效的HA级燃机燃氢能力为50%，并希望在2030年前实现HA级燃机100%烧氢能力。（ 铮铮）
